改进的动态子带划分的LPLC-OFDM自适应调制算法

针对低压电力线载波通信信道的频率选择性衰弱,提出一种改进的子带动态划分OFDM自适应调制算法。算法根据信道状态信息误差准则实现动态的子带划分,采用随机选取方案和非连续子带划分方式能自适应地为各子带中的所有子载波选择相同的调制方式。仿真结果表明,在保证传输质量的前提下,该算法复杂度低,能有效减少信令信息的传递,提高系统的频谱利用率。     

改进的OFDM系统自适应资源分配算法

在自适应正交频分复用(OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中, 传统迭代注水功率分配（IWFP： Iterative Water Filling Power）算法对星座规模量化程度要求过高, 实际应用性不强。为此, 在发射总功率和系统误码率上限恒定的条件下, 提出了一种基于IWFP算法的改进算法。该算法在IWFP算法基础上进行了比特和功率分配的二次调整, 算法更加符合系统调制的星座规模和实际发射需求。仿真结果表明, 在误比特率（BER： Bit Error Rate）为10^-4时, 改进算法对信噪比的要求比IWFP算法高约3 dB, 比未经自适应调制的OFDM系统功率比特分配算法即等功率分配算法（EPA： Equalization Power Algorithm）低8 dB, 接近于系统的最优性能, 且运算复杂度不高。     

采用数据扩展技术的OFDM自适应调制算法

在传统的OFDM系统中,实现自适应调制需要传输大量的有关子载波调制参数信息,致使传输效率下降.文中分析了采用数据扩展技术的自适应调制OFDM系统的特征,发现最优算法就是在原始数据符号之间平均分配比特和功率,在此基础上提出了以用户需求为目标的最小化总功率的自适应调制算法.此算法的原始数据符号最多采用两种调制阶数,并且可以在原始数据符号之间按顺序分配,这样不仅降低了算法复杂度,而且大大减少了有关调制参数信息的传输.仿真结果表明该算法具有良好的性能,在复杂度相近的前提下,该算法比采用自适应功率控制的传统OFDM系统节省功率(用子载波的平均信噪比表示)约2 dB.     

基于互信息的TD—SCDMA HSDPA系统链路模型

在TD-SCDMA HSDPA系统3GPP协议的基础上,提出了基于发送端信道编码比特与接收端解速率匹配后软比特之间的平均互信息的链路模型.本模型以互信息为接口参数,采用QPSK比特信噪比合并、16QAM信噪比等效等建模方法.考虑了TD-SCDMA HSDPA系统速率匹配、HARQ合并、16QAM星座重排等因素的影响.仿真结果表明,该链路模型在瑞利衰落信道,QPSK和16QAM调制方式下的块误码率(BLER)误差均在0.2～0.3 dB以下.且模型具有仿真数据量少、时间复杂度低和扩展性好的优点.     

空频联合索引调制系统中子载波优化算法

在空频联合索引调制系统中,针对用于索引调制的所有子载波组合大于所需子载波组合的情况,提出一种改进的子载波优化算法,解决子载波组合冗余的问题。该算法首先通过汉明距离(Hamming distance)之和最大与最多优质组合准则选出最优子载波组合,然后根据最优映射准则修改索引比特与子载波之间的映射方式,将索引比特映射到最优子载波组合上。当所需子载波组合数较多时,提出一种基于格雷码的二分法来解决最优映射中复杂度较高的问题。结果表明:当误码率为10~(-3)时,改进算法相较于传统算法获得了约0.5 dB的增益。     

贝尔实验室垂直分层空时系统中的混合顺序检测算法

为了提高系统频谱效率，提出了一种新的混合顺序检测算法．该算法针对自适应调制的特点，在平均信噪比较低时采用逆序检测，经多次迭代干扰抵消后将无效信道变为有效信道，而在信噪比较高时采用正序检测，经多次迭代检测后将未饱和信道变为饱和信道．混合顺序检测算法在少量增加复杂度的同时，其频谱效率优于单纯的正序或逆序检测算法．仿真结果表明，在发射天线数与接收天线数均为4、目标误码率为10^-3的贝尔实验室垂直分层空时系统中，当信噪比为10dB时，混合检测的频谱效率比正序检测提高了8％，当信噪比为30dB时，其频谱效率比逆序检测提高了6％。     

一种提高低信噪比OFDM系统频谱效率的资源分配算法

为了提高OFDM系统在平均信噪比较低条件下的系统性能,提出一种新的资源分配算法.首先将子载波数作为参变量优化系统容量,分析子载波选择对系统容量的影响,计算使系统容量最优的子载波数,并且考虑系统对误比特率的限制,确定子载波的选择准则.然后,在选定的子载波上进行自适应调制,通过信道容量的近似计算为各子载波初始分配比特数,能加快收敛速度,有效降低等功率OFDM系统资源分配算法的复杂度.仿真结果表明,在接收端获得完美和非完美信道增益信息条件下,所提出的资源分配算法都可提高自适应调制OFDM系统在低信噪比条件下的系统性能.     

降低Turbo接收机复杂度方案

从降低带比特交织的Turbo接收机复杂度的角度对其结构进行了讨论,通过对各组成部分外信息转移的研究,提出将Turbo接收机分阶段实现的方案,即开始使用带均衡器的接收机,然后使用迭代译码的比特交织编码调制系统.该方案可以减少环路,降低实现复杂度,同时减小系统时延.给出切换这两种接收机的准则后,对给定的系统在典型的符号间和干扰信道下进行了性能仿真,对比常用的Turbo接收机,迭代5次后,性能下降不到0.1dB,迭代10次后,两者性能非常接近,这表明所给方案是有效的.     

比特交织LDPC编码调制系统中的迭代解映射和译码算法

为了提高系统的误码性能,提出将迭代解映射和译码(ID)算法应用于比特交织低密度奇偶校验(LDPC)编码调制系统。对于8PSKGray映射,该文通过信息传输率分析表明,加性白Gauss噪声(AWGN)信道和2/5码率条件下,独立解映射会导致约0.3dB的信噪比损失,而通过迭代解映射,仿真表明在误码率10-5时挽回了0.2dB损失。在高码率条件下,信息传输率分析和误码率仿真均表明迭代所能带来的增益非常小。此外,该文预计对于非Gray映射星座或者更高阶星座,迭代算法将带来更大的信噪比增益。     

一种改进的电力线通信OFDM自适应比特分配算法

针对低压电力线信道的频率选择性衰落等特点,在总功率和峰值功率限制下提出一种低复杂度的自适应比特分配算法.该算法首先对子载波进行分组以降低计算复杂度,组内子载波将采用相同的调制方式.然后采用注水算法解决连续比特输入问题,将其得到的位向量取整后作为贪婪算法的初始比特分配向量,证明了位向量的有效性.根据得到的初始向量在每个子载波上进行比特增加贪婪操作或比特移除贪婪操作.仿真结果表明从初始比特向量开始,每个子载波上最多只需进行一次比特增加或移除操作即可达到最佳吞吐量.与其他传统算法相比,在不同数量子载波、不同总功率约束等限制条件下,所提算法能在保证系统吞吐量的同时使其计算复杂度有效降低.     

空间调制信号的改进M-ML检测算法

空间调制(SM)系统的最大似然(ML)最优检测算法的计算复杂度很高,具有较低计算复杂度的M-ML检测算法受到了人们的关注.M-ML算法按照接收天线序号由小到大的顺序进行检测,从误比特率性能角度考虑并不是最佳的.通过研究不同检测顺序对算法性能的影响,提出了两个改进的M-ML算法,仿真结果表明改进的M-ML算法在误比特率性能上优于M-ML算法.由于M-ML算法在不同的信噪比下每层保留固定的节点数M,尤其在高信噪比时会造成计算资源的浪费,因此提出一种动态M-ML算法,即通过门限值自适应选择每层保留的节点数.仿真结果表明动态M-ML算法降低了M-ML算法的计算复杂度,同时性能逼近M-ML算法.     

简单空时编码发射机分集自适应OFDM系统

将自适应调制技术和空间分集技术有机地结合起来 ,提出了一种与简单空时编码发射机分集相结合的恒定比特率自适应正交频分复用 (OFDM)方案。该算法根据两径发射机的平均信噪比在各子载波上自适应地选择不同的调制模式 ,并保持恒定比特率。仿真结果表明 :在多径瑞利衰落信道下 ,该方案可以显著地改善 OFDM的性能。在无信道编码和误比特率为 10 - 5条件下 ,对于平均带宽效率为1bit/ (s.Hz)的双天线发射分集接收的自适应 OFDM系统与传统 OFDM系统相比可以获得约 35 d B的自适应分集增益。     

CO-OFDM 系统中基于线性预处理的新相位噪声抑制算法

针对相干光正交频分复用（coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM）系统中相位噪声引起的载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）问题,提出了一种基于线性预处理的新判决反馈相位噪声抑制算法。该新算法改进了线性预处理部分,利用循环前缀与OFDM符号固有的相关性,在时域进行简单的线性组合运算,充分利用了OFDM符号中冗余信息。仿真分析表明,在激光器线宽为200 kHz且误码率（bit error rate, BER）为10－4时,与判决反馈相位噪声抑制算法和一次迭代的判决反馈相位噪声抑制算法相比,该新算法BER曲线的信噪比（signal to noise ratio,SNR）分别改善了3 dB和1 dB,有效地降低由ICI引起的错误平层。     

数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究

为提高跳频抗干扰性能,提出将Raptor码作为前向纠错码应用于跳频通信系统,其中Raptor码采用码率为0.95的规则LDPC码作为预编码,再级联LT码来实现.通过Matlab建模仿真实验,分析了跳频通信系统对抗宽带干扰以及部分频带干扰的性能.结果表明,宽带干扰环境下,在比特信干比为2.5dB时可以使误比特率低于10-3,得到17.6dB的性能提升;部分频带干扰环境下,在比特信干比为1.0dB时,可以将系统误比特率降低到10-3以下,得到16.8dB以上的性能提升.因此,用Raptor码作为跳频通信前向纠错码是可行的.     

高阶调制编码辅助相位同步设计与实现

介绍了一种新型信道编码辅助最大似然载波相位同步算法,通过仿真分析了相位同步算法的估计精度以及对系统误码率的影响,提出了一种基于FPGA的嵌入式LDPC编码辅助载波相位同步算法结构,实现了LDPC译码器与相位同步器联合迭代,显著降低了算法的计算复杂度和处理延时.在Xilinx公司Kintex-7系列FPGA平台对上述算法进行了实现,给出了资源的使用情况.硬件测试结果表明,编码辅助相位同步算法的误码率曲线与理想同步下的结果非常接近.考虑到数据辅助相位同步插入导频引入的信噪比损失,编码辅助相位同步算法可获得约0.7~0.9 dB的信噪比增益.      

基于BICM-ID系统的简化交叉熵停止准则

在加性高斯白噪声信道和瑞利信道中,比特交织编码调制迭代译码（bit—interleaved coded modulation with iterative decoding,BICM—ID）技术具有良好的误码率性能,但它的迭代过程增加了计算复杂度和接收端的译码时延。目前,已经提出了各种停止准则来减少不必要的迭代计算。在交叉熵停止准则的基础上,本文提出了一种简化的交叉熵停止准则。该准则对于不同的信噪比（SNR）设置了一个自适应门限来决定在译码器的接收端是否继续计算交叉熵。简化的交叉熵停止准则与传统的交叉熵停止准则相比,具有更低的计算复杂度,并且对于判断是否到达译码地板值有更高的灵敏度,从而在一定程度上提高了BICM—ID系统的性能。仿真结果显示,与传统的交叉熵停止准则相比,简化的交叉熵停止准则的平均迭代次数减少了约12．2％。当SNR处于2．75dB至3．35dB时,其性能要优于传统的交叉熵停止准则。     

连续相位调制和Turbo乘积码的串行级联系统设计

针对Turbo乘积码(TPC)与递归连续相位调制(CPM)级联系统(TPC-RCPM)误码性能差的问题,提出了一种由Turbo乘积码、伪随机交织器和非递归CPM组成的串行级联系统.首先将输入数据进行TPC编码,并对编码序列进行随机交织,然后送至非递归CPM调制器,经过非递归连续相位编码后与转换矩阵相乘,经无记忆调制器输出映射波形.与其他TPC-CPM系统相比,该系统的调制参数能够灵活调整,可以充分弱化解调器的错误相关性,改善系统的误码性能.仿真结果表明,与TPC-RCPM系统相比,该系统有效地降低了误码率,对于MSK和4CPM信号,在误比特率为10-2～10-5时可以获得约2.2 dB和2 dB的信噪比增益.     

基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm, MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA, DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio, BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。